Файл: Федеральное агентство по образованию иркутский государственный технический университет.doc

q (рис. 3.2).



Рис. 3.2. Расчетная схема настила

Цилиндрическая изгибная жесткость настила при отсутствии поперечных деформаций E₁I, где здесь

– модуль упругости, = 0,3 – коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона).

Толщина стального настила t_н, не подкрепленного ребрами жесткости, назначается в зависимости от заданной полезной нагрузки p_n. Ее рекомендуемое значение принимается по табл. 3.3 и согласуется с ГОСТ 82-70 «Сталь широкополосная универсальная горячекатаная» (см. табл. 3.9) и ГОСТ 19903-74 «Сталь листовая горячекатаная» (см. табл. 3.8).

Таблица 3.3

---

Рекомендуемые толщины стального настила

Полезная нагрузка pn, кН/м2	Толщина листа, мм
До 10	6 – 8
11 – 20	8 –10
21 – 30	10 – 12
 31	12 – 14

Пример 3.1. Рассчитать плоский настил из стали С235 в нормальном типе балочной клетки (рис. 3.3) под полезную временную нагрузку на настил p_n= 12,55 кН/м². Предельный относительный прогиб f_u/l_н = 1/150.



Рис. 3.3. Нормальный тип балочной клетки (к примерам 3.1 и 3.2)

При p_n= 12,55 кН/м² принимаем t_н = 8 мм.

Нормативная нагрузка от веса стального настила



где – плотность стального проката.

При нагрузках, не превышающих 50 кН/м², и предельном относительном прогибе прочность шарнирно закрепленного по краям стального настила всегда будет обеспечена и его рассчитывают только на прогиб.

Максимальный пролет настила l_н, равный шагу балок настила а₁ в балочной клетке, определяем из условия жесткости по формуле



Принимаем в осях несколько больше требуемого, так как фактический пролет настила (расстояние между краями полок соседних балок) будет меньше.

Усилие Н на 1см ширины настила, на которое рассчитываются сварные швы, прикрепляющие настил к балкам, определяем по формуле



где _p= 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке для полезной нагрузки.
Таблица 3.4

Значения коэффициентов _f и _z

---

Сварка при диаметре сварочной проволоки d, мм	Положение шва	Коэффициент	Коэффициенты f и z при катетах швов, мм
			3 – 8	9 – 12	14 – 16	18 и более
Автоматическая при d = 3 – 5	В лодочку	f	1,1			0,7
		z	1,15			1,0
	Нижнее	f	1,1	0,9		0,7
		z	1,15	1,05		1,0
Автоматическая и механизированная при d= 1,4 – 2	В лодочку	f	0,9		0,8	0,7
		z	1,05		1,0
	Нижнее, горизонтальное, вертикальное	f	0,9	0,8	0,7
		z	1,05	1,0
Ручная; механизированная проволокой сплошного сечения при d< 1,4 или порошковой проволокой	В лодочку, нижнее, горизонтальное, вертикальное, потолочное	f	0,7
		z	1,0

П р и м е ч а н и е. Значения коэффициентов соответствуют нормальным режимам сварки.

Выбор типа электродов для сварки стали соответствующего класса и расчетное сопротивление металла шва производится по табл. 2.5 и 2.7.

Настил крепится к балкам угловыми швами, выполненными ручной сваркой электродами типа Э42 по ГОСТ 9467-75*.

Катет углового шва k_f определяется по формуле



где

---

– коэффициент, учитывающий глубину проплавления шва для ручной сварки, принимается по табл. 3.4;

l_w = 1,0 см – ширина рассматриваемой пластинки;

R_w= 18 кН/см² – расчетное сопротивление металла шва;

_wf = 1,0 – коэффициент условий работы шва во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах Ι₁, Ι₂, ΙΙ₂, ΙΙ₃, для которых _wf = 0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением R_{wun =} 410 МПа;

_с = 1,0 – коэффициент условий работы конструкции;

Принимаем конструктивно минимальный катет k_f,min= 5 мм в зависимости от максимальной толщины соединяемых элементов (табл. 3.5).

Таблица 3.5

Минимальные катеты сварных швов k_min

Соединение	Сварка	Предел текучести стали, МПа	Минимальные катеты швов kfmin, мм, при толщине более толстого из свариваемых элементов t, мм
			4-5	6-10	11-16	17-22	23-32	33-40	41-80
Тавровое с двусторонними угловыми швами; нахлесточное и угловое	Ручная	До 430	4	5	6	7	8	9	10
		Св.430 до 530	5	6	7	8	9	10	12
	Автоматическая и механизированная	До 430	3	4	5	6	7	8	9
		Св. 430 до 530	4	5	6	7	8	9	10
Тавровое с односторонними угловыми швами	Ручная	До 380	5	6	7	8	9	10	12
	Автоматическая и механизированная		4	5	6	7	8	9	10

---

П р и м е ч а н и е. В конструкциях группы 4 минимальные катеты односторонних угловых швов следует уменьшать на 1 мм при толщине свариваемых элементов до 40 мм включительно.

3.4. Расчет прокатной балки настила

Пример 3.2. Подобрать сечение прокатной двутавровой балки (балки настила) в составе балочной клетки нормального типа со стальным настилом под полезную временную нагрузкуp_n= 12,55 кН/м² (рис. 3.3). Пролет балок l = В = 6 м, шаг a₁, равный пролету настила l_н = 1,2 м. Расчетная температура воздуха t = –35ºС.

Для изгибаемых элементов (балок), относящихся ко второй группе, а при отсутствии сварных соединений (балки прокатные) – к третьей группе, возводимых в климатическом районе строительства II₄ (расчетная температура –30ºС > t ≥ –40ºС) по табл. 2.1 выбираем сталь класса С245 с расчетным

сопротивление по пределу текучести для фасонного проката толщиной до 20 ммR_y = 240 МПа = 24 кН/см² (см. табл. 2.3).

Нагрузка на балку настила собирается с соответствующей грузовой площади (рис. 3.4).



Рис. 3.4. Схема балочной клетки

Балки настила проектируем из прокатных двутавров по ГОСТ 8239-89 (сортамент).

Расчетная схема балки представлена на рис. 3.5.

Определение нормативной и расчетной нагрузок. Нормативная нагрузка на балку при опирании на нее сплошного стального настила принимается равномерно распределенной:





Рис. 3.5. Расчетная схема балки настила

Расчетная нагрузка



где _g = 1,05 – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной на- грузки от стального проката.

Определение усилий и компоновка сечения. Расчетный пролет балки настила l равен шагу колонн В.

Расчетный изгибающий момент в середине пролета балки

---